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Study of the mechanism of current-induced magnetism and the enhancement of the effect by strong electron correlation

Research Project

Project/Area Number 19H02583
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 29010:Applied physical properties-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Furukawa Tetsuya  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (10756373)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2019: ¥11,960,000 (Direct Cost: ¥9,200,000、Indirect Cost: ¥2,760,000)
Keywords電流誘起磁性 / 電気磁気効果 / スピン軌道相互作用 / 空間反転対称性の破れ / 強相関電子系 / ジャイロトロピック / 核磁気共鳴 / 半導体 / 磁性 / スピントロニクス
Outline of Research at the Start

本研究は最近発見された電流誘起磁性(電流を流すことで物質が磁性を帯びるという特異な性質)の機構を解明するとともに、強相関効果(電子間の強い相互作用による効果)による電流誘起磁性の巨大化を目指す。電流誘起磁性の発現機構は、単体半導体Teを用いて電気伝導を担うキャリアの性質を様々に変えたときの電流誘起磁性を観測し考察することで明らかにする。強相関効果による電流誘起磁性の巨大化は、カイラル磁性体という特殊な磁性体などを用いたときの電流誘起磁性を観測することで検証する。

Outline of Final Research Achievements

In this project, we demonstrate the bulk current-induced magnetization and study its mechanism. We performed the nuclear magnetic resonance (NMR) under an electric current for both right-handed and left-handed crystals of tellurium that has a chiral crystal structure with broken inversion symmetry. The magnetic-field-direction dependence and the carrier-density dependence of current-induced NMR shift provide the insight into the relation between the current-induced magnetization and a band structure.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、反転対称性を持たない結晶における電流誘起磁性の存在をより確実なものとする実験結果を得ることに成功し、さらにそのメカニズムについて、バンド構造との関係を理解することができた。これらの成果はバルク電流誘起磁性という新現象をいかに検出するかについての手段を確立し、また、この現象をより広い物質系について探索し考察する際の指針を与えるものであり、今後スピントロニクスなどへの応用が期待されるものである。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Emergence of unconventional spin glass-like state in k-(ET)2Cu[N(CN)2]Cl by introducing weak randomness2021

    • Author(s)
      Yamamoto Riku、Furukawa Tetsuya、Miyagawa Kazuya、Sasaki Takahiko、Kanoda Kazushi、Itou Tetsuaki
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 104 Issue: 15 Pages: 155107-155107

    • DOI

      10.1103/physrevb.104.155107

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  • [Journal Article] Current-induced magnetization caused by crystal chirality in nonmagnetic elemental tellurium2021

    • Author(s)
      Furukawa T.、Watanabe Y.、Ogasawara N.、Kobayashi K.、Itou T.
    • Journal Title

      Physical Review Research

      Volume: 3 Issue: 2 Pages: 023111-023111

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.3.023111

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Electronic Griffiths Phase in Disordered Mott-Transition Systems2020

    • Author(s)
      Yamamoto Riku、Furukawa Tetsuya、Miyagawa Kazuya、Sasaki Takahiko、Kanoda Kazushi、Itou Tetsuaki
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 124 Issue: 4 Pages: 046404-046404

    • DOI

      10.1103/physrevlett.124.046404

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    • Author(s)
      Naijo Y.、Hada K.、Furukawa T.、Itou T.、Ueno T.、Kobayashi K.、Mazin I. I.、Jeschke H. O.、Akimitsu J.
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 101 Issue: 7 Pages: 075134-075134

    • DOI

      10.1103/physrevb.101.075134

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  • [Journal Article] Superconducting Properties of AgSnSe2 Studied by 77Se-NMR and 119Sn-NMR2020

    • Author(s)
      Watanabe K.、Naijo Y.、Hada K.、Furukawa T.、Itou T.、Ueno T.、Kobayashi K.、Akimitsu J.
    • Journal Title

      JPS Conf. Proc.

      Volume: 30 Pages: 11057-11057

    • DOI

      10.7566/jpscp.30.011057

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      古川哲也, 小笠原直輝, 伊藤哲明, 平田倫啓, 佐々木孝彦
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  • [Presentation] カイラル半導体Teにおける量子振動と非相反伝導2021

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      須藤健太, 古川哲也, 小笠原直輝, 高橋武士, 小林夏野A, 伊藤哲明, 木俣基
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      房前勲, 園部裕貴, 関澤拓也, 山本陸, 南館孝亮, 古川哲也, 伊藤哲明, 加藤礼三
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      日本物理学会第76回年次大会
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  • [Presentation] 傾斜エックス線照射により分子欠陥を導入した強相関分子性導体の赤外反射スペクトル測定2021

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      佐藤直道, 桐野友輝, 井口敏, 古川哲也, 杉浦栞理, 米山直樹A, 池本夕佳, 森脇太郎, 佐々木孝彦
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      日本物理学会第76回年次大会
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      桐野友輝, 佐藤直道, 井口敏, 古川哲也, 杉浦栞理, 米山直樹, 池本夕佳, 森脇太郎, 佐々木孝彦
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      佐々木孝彦, 佐藤直道, 古川哲也, 杉浦栞理, 井口敏, 米山直樹, L. Kang, 赤木和人, 池本夕佳, 森脇太郎
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      佐藤直道, 桐野友輝, 井口敏, 古川哲也, 杉浦栞理, 米山直樹, 池本夕佳, 森脇太郎, 佐々木孝彦
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      T. Furukawa, Y. Watanabe, N. Ogasawara, K. Tanaka, K. Kobayashi, T. Itou
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    • Organizer
      日本物理学会 2019年秋季大会
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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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